精选双通道数字式隔离器在CAN总线通信系统中的应用Word格式文档下载.docx
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精选双通道数字式隔离器在CAN总线通信系统中的应用Word格式文档下载.docx
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由于没有光电耦合器中影响效率的光电转换环节,所以iCoupler数字隔离器不需要驱动LED的外部电路,其功耗仅为光电耦合器的1/10到1/50。
这种新的基于电磁的隔离方法,在抗高温影响方面远优于光耦合器,iCoupler数字隔离器在125℃高温环境下性能和可靠性并不下降,因此可以采用低成本,小体积的SOIC封装,这样不但降低了成本还减小了芯片的体积。
另外,iCoupler数字隔离器的隔离通道具有比光电耦合器更高的数据传输速率、时序精度和瞬态共模抑制能力。
其额定隔离电压是高隔离度光电耦合器的2倍,并且数据传输速率和时序精度是其10倍。
此外,与光电耦合器不同的是,多通道iCoupler数字隔离器能在同一芯片内提供正向和反向通信通道,这样就可以使得信号的传输方向更加灵活,简化了芯片间的硬件连接线路。
由于基于iCoupler技术,所以ADUM1201具有诸多优于光电隔离器的优点:
●速度更高最高速率可以达到25Mbps。
●功耗更低功耗低于同数据传输率时传统光电隔离器的1/10,最小工作电流0.8mA。
●性能更高时序精度,瞬态共模抑制力,通道间匹配程度均优于传统光电隔离器。
●体积更小集成度更高,印制电路板(PCB)面积为传统光电隔离器的40%。
●价格更便宜每通道成本为传统光电隔离器的40%。
●应用更灵活与传统光电耦合器不同的是,多通道iCoupler数字隔离器能在同一芯片内提供正向和反向通信通道。
ADUM1201所隔离的两端有各自的电源和参考地,电源电压范围在2.7V到5.5V之间,这样可以实现低电压供电,从而进一步降低系统功耗。
电源和参考地之间需要接入0.01μF到0.1μF电容,以滤除高频干扰,电容和电源之间的距离应该在20mm以内,这样可以达到更好的滤波效果。
由于两个隔离通道高度匹配,通道间串扰很小,并且采用两通道输入输出反向设计,非常适合CAN总线双向收发的特性,大大简化可隔离器与所隔离两端的硬件连接。
需要注意的是GND1与GND2是两个不同的参考地,否则将达不到隔离的效果。
另外需要注意的是ADUM1201正常工作时,两端的供电源需要同时上电才能保证ADUM1201两通道都能正常工作,如果有一个没有上电就能导致整个芯片无法正常工作。
在CAN总线通信节点中,双通道数字式隔离器ADUM1201用来实现CAN控制器和CAN驱动器之间的电气隔离,以到达更好的抗干扰性能。
一般放在CAN控制器与CAN驱动器之间,也有的CAN控制器被集成在微控制器内部,那么用ADUM1201实现微控制器和CAN驱动器的隔离即可。
我们用CAN总线组成了一个传送高速公路能见度预警信号的远距离通信网络。
其中利用ADUM1201实现CAN总线节点之间的电气隔离。
CAN总线的具体硬件电路图如图1所示,由图可见,整个硬件电路由微控制器,隔离芯片,CAN总线驱动芯片三部分组成。
微控制器选用微芯公司新款集成CAN总线控制器的PIC18LF458芯片,它是8位COMS单片机,内部采用哈佛总线结构,使得全部指令单字节、单周期化,有利于提高CPU执行指令的速度,从而提高单片机的运行速度。
同时,最低2V供电电压,大大降低系统的功耗,以上特点不光满足了系统需要快速响应的实时性要求,而且满足了系统需要全天候长时间工作的低功耗要求。
CAN驱动器我们选用微芯公司的CAN总线驱动芯片MCP2551,它完全兼容ISO-11898标准,最高速率可达1Mbps,提供了比82C250更好电磁辐射和抗电磁干扰能力性能,为了更好的确保系统的稳定性,外加电阻R2和R3起限流作用,防止MCP2551受过流冲击,电容C3和C4为小电容以滤除总线上的高频干扰和防止电磁辐射,D1和D2为防雷击管,用来防止总线上的瞬变干扰。
图1单片机与CAN总线的硬件连接
隔离芯片ADUM1201处于系统的中间,用来隔离各个传感器节点,它比传统的光电隔离具有更好的性能,ADUM1201消除了传统光电隔离器不确定的传输速率,非线性的传输函数,以及温度和寿命对器件的影响,不需要其他的驱动和分立元件,提供了更见稳定的转化性能,而且在相同的信号传输速率下功耗只有光电隔离器的1/10到1/6。
由图1可见,ADUM1201以单一芯片实现了CAN总线节点之间的电气隔离,而且ADUM1201采用双转化通道,两通道方向相反的特殊结构,非常适合于CAN总线信号的传输,大大简化了系统的硬件结构,同时,由一个隔离芯片代替以往的两个,大大增加了通道间的匹配程度,使系统获得更好的隔离性能。
ADUM5241/ADUM5201
目前在ADI的icoupler数字隔离器件中还有一个系列是内部集成了ADI专利isopower的数字隔离器,该系列产品率先将DC/DC隔离电源集成到了芯片内部,外形封装与ADUM1201兼容,只是其可单端供电,VDD2可以作为一个DC/DC的输出使用,其输出功率为50mW,完全可以为CAN驱动器供电.使用更加方便,灵活。
另还有加强版本的ADUM5201,其输出功率可达500mW.
结语
本文介绍双通道数字式磁隔离器ADUM1201/ADUM5241/ADUM5201在CAN总线通信系统中的应用,由于ADUM1201的优良特性,用ADUM1201代替传统的光电隔离器件,降低了系统功耗,简化系统结构,增加了系统稳定性,提高了系统的性能。
为CAN总线隔离的实现提供了一种很好的解决方案。
参考文献:
1.李刚,林凌.现代测控电路[M].北京.高等教育出版社.2004.
2.杨朔,何莉萍,钟志华.基于CAN总线的电动汽车电池管理系统[J].贵州工业大学学报:
自然科学版.2004.33
(2).90_94
《测量学》模拟试卷
得分
评卷人
复查人
1.经纬仪测量水平角时,正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差(A)。
A180°
B0°
C90°
D270°
2.1:
5000地形图的比例尺精度是(D)。
A5mB0.1mmC5cmD50cm
3.以下不属于基本测量工作范畴的一项是(C)。
A高差测量B距离测量C导线测量D角度测量
4.已知某直线的坐标方位角为220°
,则其象限角为(D)。
A220°
B40°
C南西50°
D南西40°
5.由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为(A)。
A坐标正算B坐标反算C导线计算D水准计算
6.闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差(A)。
A为一不等于0的常数B与导线形状有关C总为0D由路线中两点确定
7.在地形图中,表示测量控制点的符号属于(D)。
A比例符号B半依比例符号C地貌符号D非比例符号
8.在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为(A)。
A后方交会B前方交会C侧方交会D无法确定
9.两井定向中不需要进行的一项工作是(C)。
A投点B地面连接C测量井筒中钢丝长度D井下连接
10.绝对高程是地面点到(C)的铅垂距离。
A坐标原点B任意水准面C大地水准面D赤道面
11.下列关于等高线的叙述是错误的是:
(A)
A.高程相等的点在同一等高线上
B.等高线必定是闭合曲线,即使本幅图没闭合,则在相邻的图幅闭合
C.等高线不能分叉、相交或合并
D.等高线经过山脊与山脊线正交
12.下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是(B)
A.几何图形符号,定位点在符号图形中心
B.符号图形中有一个点,则该点即为定位点
C.宽底符号,符号定位点在符号底部中心
D.底部为直角形符号,其符号定位点位于最右边顶点处
13.下面关于控制网的叙述错误的是(D)
A.国家控制网从高级到低级布设
B.国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等
C.国家控制网分为平面控制网和高程控制网
D.直接为测图目的建立的控制网,称为图根控制网
14.下图为某地形图的一部分,各等高线高程如图所视,A点位于线段MN上,点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm,NA=2mm,则A点高程为(A)
A.36.4m
B.36.6m
C.37.4m
D.37.6m
15.如图所示支导线,AB边的坐标方位角为
,转折角如图,则CD边的坐标方位角
为(B)
A.
B.
C.
D.
16.三角高程测量要求对向观测垂直角,计算往返高差,主要目的是(D)
A.有效地抵偿或消除球差和气差的影响
B.有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响
C.有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响
D.有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响
17.下面测量读数的做法正确的是(C)
A.用经纬仪测水平角,用横丝照准目标读数
B.用水准仪测高差,用竖丝切准水准尺读数
C.水准测量时,每次读数前都要使水准管气泡居中
D.经纬仪测竖直角时,尽量照准目标的底部
18.水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是(D)。
A对中----整平-----瞄准----读数A整平----瞄准----读数----精平
C粗平----精平----瞄准----读数D粗平----瞄准----精平----读数
19.矿井平面联系测量的主要任务是(D)
A实现井上下平面坐标系统的统一B实现井上下高程的统一
C作为井下基本平面控制D提高井下导线测量的精度
20.井口水准基点一般位于(A)。
A地面工业广场井筒附近B井下井筒附近
C地面任意位置的水准点D井下任意位置的水准点
21水准测量中,为了进行测站检核,在一个测站要测量两个高差值进行比较,通常采用的测量检核方法是双面尺法和。
22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_____磁北方向____________和坐标纵线方向。
23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_________________和不依比例符号。
24井下巷道掘进过程中,为了保证巷道的方向和坡度,通常要进行中线和____________的标定工作。
25测量误差按其对测量结果的影响性质,可分为系统误差和_偶然误差______________。
26地物注记的形式有文字注记、______和符号注记三种。
27象限角的取值范围是:
0-90。
28经纬仪安置通常包括整平和对中。
29为了便于计算和分析,对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示,这个数学曲面称为参考托球面。
30光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和差分。
31.竖盘指标差
竖盘分划误差
32.水准测量
利用水准仪测定两点间的高差
33.系统误差
由客观原因造成的具有统计规律性的误差
34.视准轴
仪器望远镜物镜和目镜中心的连线
35.简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。
对中,整平,定向,测角。
观测角度值减去定向角度值
36.什么叫比例尺精度?
它在实际测量工作中有何意义?
图上0.1毫米在实地的距离。
可以影响地物取舍
37.简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。
38.高斯投影具有哪些基本规律。
39.在1:
2000图幅坐标方格网上,量测出ab=2.0cm,ac=1.6cm,ad=3.9cm,ae=5.2cm。
试计算AB长度DAB及其坐标方位角αAB。
40.从图上量得点M的坐标XM=14.22m,YM=86.71m;
点A的坐标为XA=42.34m,YA=85.00m。
试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。
测量学标准答案与评分说明
一、一、
单项选择题(每题1分)
1A;
2D;
3C;
4D;
5A;
6C;
7D;
8A;
9C;
10C;
11A;
12D;
13B;
14A;
15B;
16A;
17C;
18D;
19A;
20A
二、二、
填空题(每空2分,共20分)
21变更仪器高法
22磁北方向
23半依比例符号(或线状符号)
24.腰线
25.偶然误差
26.数字注记
27大于等于0度且小于等于90度(或[0°
90°
])
28对中
29旋转椭球体面
30脉冲式测距仪
三、三、
名词解释(每题5分,共20分)
31竖盘指标差:
在垂直角测量中,当竖盘指标水准管气泡居中时,指标并不恰好指向其正确位置90度或270度,而是与正确位置相差一个小角度x,x即为竖盘指标差。
32水准测量:
利用一条水平视线并借助于水准尺,测量地面两点间的高差,进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。
33系统误差:
在相同的观测条件下,对某量进行了n次观测,如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。
34视准轴:
望远镜物镜光心与十字丝中心(或交叉点)的连线。
四、四、
简答题(每题5分,共20分)
35
(1)在测站点O上安置经纬仪,对中,整平(1分)
(2)盘左瞄准A点,读数LA,顺时针旋转照准部到B点,读数LB,计算上半测回角度O1=LB-LA;
(2分)
(3)旋转望远镜和照准部,变为盘右方向,瞄准B点读数RB,逆时针旋转到A点,读数RA,计算下半测回角度O2=RB-RA;
(3分)
(4)比较O1和O2的差,若超过限差则不符合要求,需要重新测量,若小于限差,则取平均值为最终测量结果O=(O1+O2)/2(5分)
36
图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。
其作用主要在于:
一是根据地形图比例尺确定实地量测精度;
二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度,确定所选用地形图的比例尺。
(5分)
37
要素计算:
从图纸上量算待测设点的坐标,然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角,进而确定与已知方向之间所夹的水平角,计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。
(3分)
测设过程:
在设站控制点安置经纬仪,后视另一控制点,置度盘为0度,根据待定方向与该方向夹角确定方向线,根据距离确定点的位置。
(5分)
38
高斯投影的基本规律是:
(1)
(1)中央子午线的投影为一直线,且投影之后的长度无变形;
其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线,且以中央子午线为对称轴,离对称轴越远,其长度变形也就越大;
(2)
(2)赤道的投影为直线,其余纬线的投影为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴;
(3)(3)经纬线投影后仍保持相互正交的关系,即投影后无角度变形;
(4)(4)中央子午线和赤道的投影相互垂直。
评分说明:
答对一条得2分,答对三条即可得满分。
五、五、
计算题(每题10分,共20分)
39
bd=ad–ab=1.9cm,因此△X=-38m;
ce=ae–ac=3.6cm,因此△Y=-72m;
(3分)
(或由图根据比例尺和距离计算A、B两点的坐标)
因此距离为:
81.413m(6分)
AB的方位角为:
242°
10′33″(10分)
(方位角计算应说明具体过程,过程对结果错扣2分)
40
△X=XA–XM=28.12m,△Y=YA–YM=-1.71m(2分)
距离d=(△X2+△Y2)1/2=28.17m(5分)
方位角为:
356°
31′12″(应说明计算过程与主要公式)(10分)
可通过不同方法计算,如先计算象限角,再计算方位角。
说明:
在距离与方位角计算中,算法公式对但结果错各1分
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- 精选 双通道 数字式 隔离器 CAN 总线 通信 系统 中的 应用
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